第一性原理分析La、W共掺杂SnO₂的导电性

孙绍琦¹，王景芹¹，朱艳彩¹，张广智²，包志舟³

1. 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室2. 上海良信电器有限公司3. 浙江人民电器有限公司

摘 要：AgSnO₂触头材料在使用过程中会析出导电性很差的SnO₂晶体,从而影响继电器的使用寿命。为了提升SnO₂的导电性,通过Material Studio软件中的CASTEP模块,利用第一性原理,在SnO₂晶体中分别掺杂单一元素La、W以及共掺La、W,使掺杂比例保持在16.8%,计算得到晶体的晶胞参数、能带结构、态密度、原子布居、焓变值以及电导率等。结果表明:相对于单元素掺杂,共掺La、W后,带隙值减小为0.222 eV,两个5d轨道同时作用,价带顶穿过费米能级,增加杂质轨道。焓变值绝对值增加为11.635 eV,说明掺杂后结构较稳定。掺杂后La、W与O成键相对于Sn-O键成键作用更强,加剧电子转移。电导率为本征SnO₂的46.653倍,导电性提升。

关键词：触头材料;镧-钨共掺杂;第一性原理;导电性;